NASA रवाना होते एक कार्गो यान पर सवार 12 कैप्सूलों में हीट शील्ड सामग्रियों का परीक्षण कर रहा है

एजेंसी के Ames Research Center के एक लेख के अनुसार, NASA भविष्य की हीट शील्ड के लिए सामग्रियों को आज़माने हेतु एक कार्गो अंतरिक्ष यान की निपटान उड़ान का उपयोग कर रहा है। जब NASA के लिए Northrop Grumman के 24वें पुनर्आपूर्ति मिशन का Cygnus XL यान अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से रवाना हुआ, तो उसमें 12 छोटे प्रायोगिक कैप्सूल थे। NASA का कहना है कि यान पर मौजूद सामग्रियाँ ऐसी हीट शील्ड का आधार बन सकती हैं जो चंद्रमा और मंगल से वापसी के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों को सुरक्षित रखें।

KREPE-3, यानी Kentucky Reentry Probe Experiment, एक शृंखला का तीसरा मिशन है जिसे NASA कम लागत वाला बताता है और जो किसी कार्गो यान के जीवन के अंतिम क्षणों में डेटा एकत्र करता है। इसे University of Kentucky और केंटकी राज्य मिलकर NASA के EPSCoR कार्यक्रम (Established Program to Stimulate Competitive Research), NASA के कई केंद्रों तथा अन्य संघीय और व्यावसायिक साझेदारों के साथ संचालित करते हैं। University of Kentucky के छात्रों ने ये कैप्सूल डिज़ाइन किए, जिनमें तापमान, दबाव, गति, चुंबकीय क्षेत्र और प्रकाश के सेंसर लगे हैं।

Cygnus XL के रवाना होने से पहले अंतरिक्ष यात्रियों ने उसमें कचरा भरा और कैप्सूलों को चालू किया। योजना के अनुसार यह यान पृथ्वी के वायुमंडल में टूटकर बिखर जाएगा; NASA का कहना है कि तब कैप्सूल बाहर निकल जाएँगे और दर्ज करेंगे कि हीट शील्ड सामग्रियों का प्रत्येक समूह कितना टिक पाता है, और लाइव डेटा उपग्रह के ज़रिए शोधकर्ताओं तक पहुँचाया जाएगा। Ames के सामग्री इंजीनियर Keith Peterson ने इस तरीके को “अभी विकासाधीन सामग्रियों पर उड़ान डेटा पाने का एक समझदारी भरा तरीका” बताया।

NASA के अनुसार, कैप्सूलों में स्थापित तकनीक, जैसे स्पेस शटल पर उड़ाई गई सिरेमिक टाइल सामग्री, के साथ-साथ नए विकल्प भी हैं, जैसे एक 3D-प्रिंटेड हीट शील्ड, जिसे NASA Johnson और Oak Ridge National Laboratory ने Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems परियोजना के तहत विकसित किया। Ames ने कई सामग्रियाँ दीं, जिनमें MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations) वाले दो कैप्सूल शामिल हैं; MERINO आवरणों का एक परिवार है, जो कार्बन और फ़ेनोलिक फ़ाइबर की परतों को काफ़ी हद तक फ़ेल्ट की तरह आपस में सिलकर बनाया जाता है। NASA का कहना है कि ये पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में अधिक लचीले, जल्दी बनने वाले और सस्ते हैं, जिससे ये मंगल मिशनों के लिए उम्मीदवार बनते हैं, जहाँ पतले वायुमंडल के कारण ऊष्मा भार कम होता है और हल्की सुरक्षा संभव होती है।

एक तीसरा कैप्सूल, Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, दोहरे शंकु के आकार का है, जिसकी नोक टंगस्टन की है और पिछला शंकु MERINO में लिपटा है; इसका उद्देश्य कंप्यूटर मॉडलों को मापे गए डेटा से परखना है। एक अन्य कैप्सूल शनि के चंद्रमा टाइटन के लिए NASA के आगामी Dragonfly मिशन के एयरोशेल के आकार की नकल करता है, उस डिज़ाइन की स्थिरता का परीक्षण करता है और Phenolic Impregnated Carbon Ablator से ढका है, जो Ames में विकसित एक सामग्री है और Stardust, Mars Science Laboratory तथा Mars 2020 पर उड़ान भर चुकी है। एक और कैप्सूल छतरी के आकार की Adaptable Deployable Entry and Placement Technology का परीक्षण करता है, और घरेलू व अंतरराष्ट्रीय साझेदारों के कैप्सूलों में जर्मनी की University of Stuttgart का एक ऊष्मा फ्लक्स सेंसर भी शामिल है।